Alternative im Mobilfunk

09.03.2015 - Meike Klinck

sezgin „Gleichzeitig senden und empfangen – das ist im Mobilfunk nicht machbar.“ So dachten viele. Dass hier weit mehr als Walkie-Talkie-Technik möglich ist, zeigen jetzt Forscher vom Lehrstuhl für Digitale Kommunikationssysteme um Prof. Aydin Sezgin. Ihr Voll-Duplex Kommunikationssystem könnte den Mobilfunk von morgen bestimmen, berichtet Prof. Sezgin im Interview. weiterlesen






Herr Professor Sezgin, Sie haben eine Alternative zu einem bisher als konkurrenzlos geltenden technischen Standard im Mobilfunk mitentwickelt. Worum geht es genau?

fullduplex1 „In der Mobilfunktechnik gibt es eine traditionelle Zweiteilung: So ist etwa ein Frequenzband für die Kommunikation in Richtung des Teilnehmers und ein anderes Frequenzband für die Kommunikation aus der Richtung des Teilnehmers vorgesehen. Alternativ können auch verschiedene Zeitintervalle benutzt werden. Das ist eine Methode, die wir auch vom Walkie-Talkie kennen. Bei der von uns vorgeschlagenen Voll-Duplex-Kommunikation findet die gesamte Kommunikation zur gleichen Zeit und im selben Frequenzband statt. Somit könnte im Idealfall die Hälfte der benötigten Ressourcen eingespart werden. Man denke dabei nur an die Versteigerungen der UMTS-Lizenzen in Deutschland im August 2000, wo zwölf Frequenzbänder im Wert von 50 Milliarden Euro versteigert wurden. Mit der Voll-Duplex Kommunikation hätten 25 Milliarden Euro eingespart werden können.“

Führende Fachleute hielten Ihre aktuellen Ergebnisse lange Zeit für nicht machbar. Warum sind Sie trotzdem am Ball geblieben?

fullduplex2 „Die Idee zur Voll-Duplex-Kommunikation kam mir im Jahr 2006 während meines von der DFG geförderten Forschungsaufenthalts als Postdoc an der Stanford University. Mir war bekannt, dass die Voll-Duplex-Kommunikation bei der herkömmlichen drahtgebundenen Telefonie funktionierte und ich wunderte mich, warum das nicht auch im Mobilfunk funktionieren sollte?! Prof. Goldsmith von der Stanford University war damals der Meinung, dass ein Voll-Duplex-Betrieb aufgrund der hohen Echos (Selbstinterferenz) im Mobilfunk nicht realisierbar wäre. Mein damaliger Mentor Prof. Paulraj vertrat die Ansicht, dass es eine große Herausforderung wäre, allerdings nicht unmöglich sei. Hierzu müsste allerdings eine Echokompensation entwickelt werden, die die entstehenden Echos auf ein Billionstel (!) in der Leistung reduzieren müsste. Motiviert durch diese Aussage begann ich mit ersten theoretischen Untersuchungen. Der Gewinn selbst ließ sich schnell ermitteln, der Weg dorthin war allerdings deutlich schwieriger. Jedoch haben wir jetzt am Lehrstuhl die notwendigen neuen Protokolle und Methoden entwickelt, um den vor Jahren prognostizierten Gewinn tatsächlich möglich zu machen.“

Wie geht es weiter? Bilden Ihre Erkenntnisse einen Grundstein für neue Mobilfunksysteme?

fullduplex3 "Es sieht so aus, als ob es in der Tat einen Paradigmenwechsel geben könnte. So wurden unabhängig von unseren theoretischen Untersuchungen im Jahr 2008 an der Stanford University und an der Rice University Prototypen von voll-duplex-fähigen Systemen entwickelt und damit die praktische Realisierbarkeit verifiziert. Daraufhin nahmen die Forschung an dieser Thematik und die Weiterentwicklung von Prototypen weltweit deutlich zu. Seit wenigen Monaten hat dank unserer Mitarbeiter Kevin Ramm und Hendrik Vogt unser Lehrstuhl selbst eine Testumgebung zur Verfügung. Somit sind wir in der schönen Situation, die durch die theoretischen Untersuchungen gewonnenen Einblicke auch praktisch zu erproben. Mittlerweile wird die Voll-Duplex-Kommunikation als mögliche neue Schlüsseltechnologie von "5G", dem Mobilfunkstandard der fünften Generation, gehandelt. Dies wäre ein toller Erfolg und weist auch auf die immer kürzer werdenden Wege zwischen der reinen Grundlagenforschung und dem praktischen Einsatz im Bereich der Informationstechnik hin."


Herr Sezgin, vielen Dank für dieses Gespräch!

Das Interview führte Meike Klinck am 26.02.2015.

Darstellungen (von oben): Foto des Voll-Duplex Kommunikationssystems. Schaubild der Full-Duplex Funktionsweise. Video zur Darstellung des Efekts der Echo-Ausloeschung (vorher/nachher).

Tags: Aydin Sezgin, Digitale Kommunikationssysteme, Mobilfunk